[發(fā)明專利]線掃描高分辨力立體視覺測量系統(tǒng)與方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201811496664.6 | 申請日： | 2018-12-07 |
| 公開（公告）號： | CN109470144B | 公開（公告）日： | 2020-11-20 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 劉儉;李勇;王偉波;趙一軒 | 申請（專利權(quán)）人： | 哈爾濱工業(yè)大學(xué) |
| 主分類號： | G01B11/00 | 分類號： | G01B11/00 |
| 代理公司： | 北京慕達(dá)星云知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11465 | 代理人： | 崔自京 |
| 地址： | 150000 黑龍*** | 國省代碼： | 黑龍江;23 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 掃描 分辨力 立體 視覺 測量 系統(tǒng) 方法 | ||
線掃描高分辨力立體視覺測量系統(tǒng)與方法光學(xué)非接觸三維測量領(lǐng)域，具體涉及一種利用立體視覺與線掃描放大測量系統(tǒng)聯(lián)用測量大尺度三維物體形貌、形變、位移等的裝置和方法；該裝置兩個(gè)及以上線掃描高分辨力立體視覺單目測量裝置組成，每一個(gè)線掃描高分辨力立體視覺單目測量裝置包括激光照明模塊、視覺攝像模塊、線掃描放大測量模塊；該方法首先將待測物體放置在本裝置視場范圍及清晰成像范圍內(nèi)；其次，利用線掃描放大測量模塊通過攝像模塊逐線掃描整個(gè)物體；利用視覺三維成像原理對采集到的圖片進(jìn)行處理得到高分辨力的物體三維形貌；本發(fā)明可以顯著提高大尺度視覺系統(tǒng)的測量分辨力。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于光學(xué)非接觸三維測量技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說涉及一種線掃 描高分辨力立體視覺測量系統(tǒng)與方法。
背景技術(shù)
立體視覺是計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域的一個(gè)重要課題，它的目的在于重構(gòu)場景 的三維幾何信息。立體視覺的研究具有重要的應(yīng)用價(jià)值，其應(yīng)用包括移動(dòng) 機(jī)器人的自主導(dǎo)航系統(tǒng)，航空及遙感測量，工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)等。目前，立 體視覺系統(tǒng)的分辨力相對都不高，最先進(jìn)的立體視覺系統(tǒng)的分辨力一般為 萬分之一的視場大小，也就是針對大視場(米級)進(jìn)行測量時(shí)，系統(tǒng)的分 辨力為毫米級，但是隨著科技的發(fā)展，高精度、高分辨力測量越來越受重 視，導(dǎo)致目前存在的立體視覺系統(tǒng)無法滿足日益提高的分辨力要求。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了線掃描高分辨力立體視覺測量系統(tǒng)與方法，該系統(tǒng)與方 法通過引入線掃描放大測量模塊，使得整個(gè)系統(tǒng)的等效焦距得到提升，從 而提高了整個(gè)系統(tǒng)的分辨力，而且線掃描放大測量系統(tǒng)的引入本身可以提 高信噪比有利于后續(xù)的圖像處理(配準(zhǔn)、特征點(diǎn)定位等等)并且場鏡的視 場一般較大可完全匹配攝像物鏡因此不需要附加掃描機(jī)構(gòu)即可實(shí)現(xiàn)大視 場。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：
線掃描高分辨力立體視覺測量系統(tǒng)包括：
三維物體和多個(gè)線掃描高分辨力立體視覺單目測量裝置。
線掃描高分辨力立體視覺單目測量裝置，包括激光照明模塊、視覺攝 像模塊、線掃描放大測量模塊；
所述激光照明模塊按照照明光傳播方向依次為：激光器、PBS、一維 振鏡、掃描透鏡、場鏡一、管鏡、1/4玻片、柱面鏡一、場鏡二和攝影鏡頭。
所述視覺攝像模塊為：攝影鏡頭、場鏡二、柱面鏡一、1/4玻片、管鏡、 場鏡一、掃描透鏡、一維振鏡、PBS、柱面鏡二、狹縫和線陣PMT探測器。
所述線掃描放大測量模塊按照信號光傳播方向依次為：激光器、PBS、 一維振鏡、掃描透鏡、場鏡一、管鏡、1/4玻片、柱面鏡一、場鏡二、柱面 鏡一、1/4玻片、管鏡、場鏡一、掃描透鏡、一維振鏡、PBS、柱面鏡二、 狹縫和線陣PMT探測器；
所述激光照明模塊、視覺攝像模塊、線掃描放大測量模塊共用場鏡二、 柱面鏡一、1/4玻片、管鏡、場鏡一、掃描透鏡、一維振鏡、PBS；
所述激光照明模塊、視覺攝像模塊還共用攝影鏡頭；
所述激光照明模塊、線掃描放大測量模塊共用激光器；
所述視覺攝像模塊、線掃描放大測量模塊共用柱面鏡二、狹縫和線陣 PMT探測器；
所述激光照明模塊中激光器發(fā)出激光，準(zhǔn)直后形成平行光，經(jīng)過PBS 反射后再經(jīng)過一維振鏡和掃描透鏡后聚焦于場鏡一光心位置處，光束經(jīng)過 管鏡后形成平行光后經(jīng)1/4玻片后被柱面鏡一聚焦于場鏡二主面位置，再 經(jīng)攝影鏡頭聚焦于三維物體表面形成聚焦線光斑，所述聚焦線光斑照射三 維物體表面發(fā)出反射光；
所述三維物體表面發(fā)出的反射光依次經(jīng)過攝影鏡頭、場鏡二、柱面鏡 一、1/4玻片、管鏡、場鏡一、掃描透鏡、一維振鏡、PBS和柱面鏡二、狹 縫后被線陣PMT探測器收集。
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